Silicon Anode ayeke nyen?

A-anode ti silicium ayeke aye so ayeke na yâ ti batterie so asilicium ayeke mû place wala ayeke mû maboko na graphite ti kodoro tongana kozo ye ti bata na a-ion ti lithium na yâ ti a-batterie ti lithium-on. Silicon amû mbeni ngangu ti théorie so ayeke ndulu na 3 600 ti si na 4 200 mAh/g{6}}} gi fani 10 ahon ti graphite 372 mAh/g. Ye so asara si silicium ayeke mbeni oko ti aye so ayeke mû zendo mingi ti sara kua na a-batterie ti génération so ayeke mû ngangu na a-oto so ayeke sara kua na courant, a-smartphone nga na a-appareil ti batango na ngangu.

Ngbanga ti nyen Silicon ayeke sara kua nzoni ndali ti technologie ti batterie .

A yeke pusu azo ti sara ye alingbi na akota ye so ayeke na yâ ti akode ti batterie ti fadeso. A-anode ti graphite asi biani na ndo ti plafond ti ala ti théorie, na a sara si a yeke ngangu ti tene a-application ni ahunda ti wara ngangu mingi nga ti sara kua na ni aninga.

Silicon asara tënë na ndo ti tënë so na lege ti kode ti batango lithium so ayeke nde. Atome ti silicium oko oko alingbi ti bungbi na atome ti lithium juska na 3,75 (so asara si Lithium ayeke sara kua), tongana a haka ni na graphite so atome ti lithium oko ahunda ti wara atome ti carbone omene (LiC₆). Atomic{-ni nivo ayeke kiri pekoni directement na yâ ti abatterie so ayeke bata ngangu mingi na yâ ti oko volume ni.

Aye ti dengo buze ni ayeke kota mingi. Ti a-oto so ayeke na courant, a-anode ti silicium alingbi ti mû lege na a-oto ti kpengo na ni ti hon kilomètre 500 sân ti tene batterie ni akono. Ti azo so ayeke sara kua na a-appareil électronique, azo so ayeke sara ni alingbi ti sara a-appareil so ayeke sara kua na batterie so aninga mingi. A-projection ti marché afa ngangu so: marché ti anode ti silicium na ndo sese kue asi ndulu na 827 million ti dollars na ngu 2024 na a fa kozoni awe so a yeke kono ti si na 19,6 milliard ti dollar na ngu 2033, so ti tene mbeni wungo ti maïngo ti ngu oko oko so ayeke 42,1%.

A yeke sara si a yeke ngangu na azo ti sara kua na ni .

Silicon ti ngangu ti lo ayeke na mbeni kpale ti ingénierie so ayeke kota mingi: ti kono yâ ti volume ti lo mingi na ngoi ti a-cycle ti charge. Tongana a-ion ti lithium ayeke lï na yâ ti silicium na ngoi ti chargengo ni (mbeni ye so a iri ni lithation), silicium ni ayeke kono na ndulu na 300-400% ti wungo ti lo ti kozoni. Tongana a haka ni, graphite akono gi ndulu na 10%.

Kota guengo na li ni so ayeke ga na gbâ ti akpale. Stress ti mécanique ni ayeke sara si akete kete ye ti silicium asuru na asara si a yeke sara si a yeke wara a-électricité so ayeke na popo ti aye so ayeke sara kua nga na aye so ayeke bungbi aye ti fadeso. Na yâ ti angu so ahon, a yeke wara gbâ ti azo so ayeke sara kua na a-appareil ti circuit ti courant. A-anode ti kozo ti silicium agirisa mingi ti ngangu ti ala na yâ ti gi a-étude 10, na a sara si ala lingbi ti vo ni pëpe.

Akota ye ni ayeke sara nga si a yeke ngangu pëpe ti sara kua na a-électrolyte (SEI)-a ayeke sara si a yeke wara a-anode. Na yâ ti abatterie ti graphite so azo ayeke sara ka, SEI ayeke sara kua nzoni na peko ti akozo cycle ni. Na lege ti silicium, guengo na li ni nga na salango si ye ni aga ngangu ayeke buba lakue na ayeke gbian yâ ti SEI, so ayeke mû a-ion ti lithium nga na a-électrolyte na lege ti cycle oko oko. Azo so ayeke sara kua na X{-ray ti kangbi yâ ti rayon ti ala afa so ndulu na 35% ti acarbonate so a leke ni na yâ ti SEI ayeke lï na yâ ti ngoi ti delithation ni, na 17% ti lithium aga mbeni ye so ayeke ngbâ lakue na yâ ti akete kete ye so ayeke na yâ ti silicium so a kangbi yâ ni na peko ti kozo cycle ni.

Kpale ti konongo ti volume ni ahon ndo ti gingo nda ti ye ti anode ti silicium teti angu bale-use awe. Tongana a yeke pëpe anzoni kode ti lekengo na kpale, anzoni ye ti théorie ti silicium angbâ lakue ti si pëpe teti application ti dengo buze.

Ingénierie ti lekengo kpale ti guengo na li ni ti Silicon

Azo ti gingo nda ti ye nga na a-entreprise aleke alege mingi ti komande na ndo ti akota ye, oko oko ayeke na akota kusala so ayeke nde–{0}} ayeke zi na popo ti kusala, nginza nga na aye so ayeke ngangu ti leke ni.

Nanostructure

Ti sala si kota ti akete kete ye ti silicium aga kete na nano-échelle ayeke sala si a yeke wara gbâ ti aye na ndo ti sese nga na akete lege ti diffusion teti a-ion ti lithium. A-nanoparticule ti silicon (so mingi ni a yeke 10-100 nanomètre) ayeke sara si a lingbi ti kono yâ ti kua ni nzoni ahon ti so a yeke sara ka na yâ ti akete kodoro.

A-nanofil ti silicon ayeke mbeni kode ti nanostructure so aga nzoni. Amprius Technologies asala kusala na a-anode ti nanofil ti silicium 100% so ayeke maï perpendiculaire na zo so ayeke bungbi ni fadeso. Architecture so amû lege na a-nanofil oko oko ti kono na lege ti radiation sân ti tene ala sara lisoro na amba ti ala, na ala bata courant na yâ ti ngoi kue so ala yeke kpe na vélo. Amprius afa wungo ti ngangu ti 435 Wh/kg na yâ ti plateforme ti ala ti SiCore, so ayeke kota mingi ahon abatterie ti graphite so azo ayeke sara ka na 250-280 Wh/kg.

Kpale so ayeke na yâ ti nanostructure ayeke na yâ ti échelle ti lekengo ye nga na nginza so a futa. Ti leke a-oko nanostructure so ayeke oko ahunda ti tene a sara ambeni ye so ayeke ngangu mingi so ayeke sara si nginza so a futa ti sara na ni ague na li ni mingi tongana a haka ni na sarango kua na graphite so azo ayeke sara ka.

Silicon-gere ti carbone .

Ti bungbi silicium so ayeke na aye ti carbone ayeke fä ti kode so ayeke nzoni mingi ti vo ni fadeso. Matrice ti carbone ni ayeke mû maboko na azo ti sara kua na a-appareil, a yeke bata ngangu ti courant, nga a yeke sara si a yeke wara ambeni ndo so ayeke senge senge so alingbi na akota silicium.

Groupe14 A-technologie aleke mbeni silicium so a iri ni SCC55 so a iri ni SCC55 na lege ti mbeni structure ti échafaud so ayeke ti propriétaire. A-poro ti carbone so ayeke na yâ ti a-espace ti yâ ti ala, na a yeke mû lege na ala ti sara kua na ngoi so ala yeke bata nzoni dutingo ti ala. Ye so amû lege na azo ti wara ngangu juska na 50% tongana a haka ni na a-anode ti graphite so ayeke nzoni-kue na ala wara 80% ti ngangu ti charge na yâ ti penze-ngbonga 5 na ngoi ti tara ni. Na hunzingo ti ngu 2024, a-appareil ti téléphone so ahon kutu 1 na lege ti senda-ye ti Group14 alï na yâ ti market na lege ti songo so ala sara na azo so ayeke sara ni tongana Honor.

Silicon{{0}nant{1}}to ti carbone ayeke sara ngangu na ndo ti kusala ti zo. Akete kete ye so ayeke na yâ ti silicium (5-15% na lege ti kilo) ayeke sara si akpale ti konongo ni aga kete me ayeke mû gi akete kete ye so ayeke sara si zo alingbi ti sara kua nzoni. Akota silicium (30-50%) ayeke mû nzoni wungo ti ngangu me a hunda ti tene a leke ambeni ye so ayeke ngangu mingi ti hon ndo ti akpale ti masini. Azo ti dengo buze ti fadeso ayeke sala kusala mingi na 10-20% ti silicium na lege ti kilo, na salango si kusala ti ala aga nzoni ahon ti kozo na ndo ti aye so a hunda ti sala na yâ fini ti ala.

Alege ti salango na kusala na ti salango kusala na ni

A-couche ti batango ye ayeke sara si a yeke wara mbeni tampon na popo ti akete kete ye ti silicium nga na a-électrolyte, na a yeke sara si couche ti SEI ni aduti nzoni nga a yeke sara si ngangu ti zo ni ayeke hon pëpe. A yeke mingi ni la a-oxyde ti wen, a-polymère nga na graphène ayeke mû zendo.

Azo ti gingo nda ti ye na Université ti Stanford afa so akete kete ye ti silicium so a kanga ni na yâ ti akete bozo ti graphène so akanga lege na ala ti fâ yâ ti aye na ngoi so ala yeke kpe na vélo. graphène ni ayeke mû lege na azo ti sara kua na a-appareil ti SEI so ayeke stable. Akete kete ye so awara ngangu ndulu na 3 300 mAh/g na lege ti nzoni salango ye ti ala tongana a haka ni na silicium so ayeke senge.

Sila Nanotechnologies ayeke sala kusala na mbeni kode ti encapsulation nde na a-nanoparticule ti silicium so a bata ni na yâ ti mbeni échafaud ti carbone so ayeke na poro. Architecture ti échafaud ni amû lege na silicium ti kono na ndo ti akete kete ye na ngoi so a yeke kanga lege na électrode ti électrode ni. Sila a yeke kozo ye ti dengo buze so a sigigi na ni na yâ ti mbeti ti Whoop 4.0 na ngu 2021, na ndokua ni asara kua maboko na maboko na Mercedes-Benz ti bungbi akode ti lo na yâ ti G-Class SUV na ngu 2026.

A-appareil ti électrolyte .

Ti changé chimie électrolyte ayeke mû mbeni lege nde ti sara si anode ti silicium aga nzoni sân ti tene a changé yâ ti aye so ayeke sara kua. Azo so ayeke mû ambeni ye tongana carbonate ti fluoroéthylène (FEC) nga na carbonate ti vinylène ayeke mû maboko ti leke ambeni couche ti SEI so ayeke ngbâ lakue nzoni so alingbi na achangement so ayeke si na yâ ti volume ni.

Difluoro ti lithium(bisoxalato) phosphate (LiDFBOP) afa so lo yeke na mbeni mbilimbili zendo. Azo so asara recherche afa so 2% ti LiDFBOP ayeke sara si mbeni couche ti SEI so ayeke ngangu pëpe ti sara kua na ni aga nzoni mingi ti tene a sara kua na ni nzoni. SEI so a gbian ni ayeke sara si a yeke ngangu pëpe ti tene a-ion ti lithium so ayeke na yâ ti tere ti zo aga nzoni, a yeke sara si a-interne nga ayeke bata nzoni dutingo ti akete kete ye na lege ti kpengo na vélo.

Anode ti silicium ti silicium .

A-anode ti silicium ti dengo buze nga na ti developpement atï na yâ ti ambeni mbage so aluti na ndo ti atënë ti silicium nga na lege ti lekengo ye.

Low-gere ti silicium (5-15% ti silicium):Abungbi so ayeke fä ti akozo salango kusala na silicium ti dengo buze. Ti zia ambeni kete silicium na ndo ti anode ti graphite ayeke mû 10-}20% ti akota ye so ayeke sara si a yeke ngangu ti sara kua na ni. Akota zo ti lekengo abatterie so na popo ni a yeke wara Panasonic na LG azia ambeni ye so ayeke na silicium mingi pëpe na yâ ti ambeni batterie so ayeke na courant. Tesla afa na ngu 2015 so a-batterie ti Modèle S ayeke na ambeni ye ti silicium so akono na ndo ti 6%.

A-Anode ti popo-hoto ({0}}A-Anode ti silicium (20-50% ti silicium):Catégorie so ayeke sara si azo awara akota ye ti nzoni na ngoi so ala yeke bata fini ti ala na yâ ti cycle. Acompagnie tongana Eevate na NanoGraf ayeke zia lê ti ala na ndo ti range so, na ala yeke sara kua na akode nde nde ti nanostructure nga na ti composite. NanoGraf a architecture ti silicium ayeke sara si a leke atênë na ngoi ti chargement nga na décharge, na a yeke sara si mbeni oko ti angangu ti dunia so ayeke nzoni mingi-onsion ti ngu 18650 ti lithium{{{4.

High-Silicon Anodes (>70% ti silicium):A-dessin so ayeke kota ye mingi ti tene a sara kua na a-application so ayeke na akota kpale so ayeke kota ye mingi{-aérospace, defense, na ga-}}}}}T zo ni ayeke sara kua na ni. Amprius na Enovix ayeke na li ti kapa so. Enovix ti cellule 3D so ayeke na kota -silicium ayeke na akota densité ti ngangu so ahon 900 Wh/L na yâ ti a-appareil ti ala ti EX-1M.

Silicon-}}ta so ayeke na ngangu mingi-}Tanodes:Mbeni mara ti ye so ayeke sigigi abungbi a-anode ti silicium na akpengba électrolyte ahon ti bungbi a-électrolyte so ayeke ngu. A yeke na lege ni ti tene e sara kua na a-électrolyte ti sara si a-anode ti silicium abâ gigi. Mbeni kusala ti ngu 2021 na popo ti UC San Diego na LG Energy Solutions afa so anode ti silicium so ayeke ngangu mingi so ayeke ngangu pëpe{-}}Tanga so ayeke na 99,9% ti silicium na lege ti kilo, na batango ngangu ahon 80% na peko ti acycle 500. A-électrolyte so ayeke na sulfure ayeke sara si a yeke sara kua na silicium so ayeke stable so ayeke na silicium so ayeke sara si a lingbi ti sara kua nzoni ahon a-électrolyte so ayeke ngu.

Maïngo ti dengo buze nga na ziango na yâ ti amagazin .

Silicon anode ti senda-ye alondo na recherche ti laboratoire ti gue na kusala ti dengo buze na yâ ti ngu 2024-2025 kue, na akota ndokua mingi ayeke si na kota ndo ti lekengo ye.

Production ti ngangu so ahon .

Azo ti dunia kue ayeke sara kua na a-anode so ahon 500 gigawatt{{2} ngoi ti ala na hunzingo ti ngu 2024, so ti tene mbeni guengo na li ni ti 234% ti londo na ngu 2023. Kota guengo na li ni so afa so azo ayeke zia bê ti ala mingi na ndo ti anode ti silicium.

Sila Nanotechnologie ayeke leke mbeni ndokua ti 20 GWh na Lac Moses, Washington, a ku ti tene a leke ambeni ye ti anode teti a-oto kutu 1 ngu oko oko tongana a yeke sala kusala kue. Kompani ni ayeke sara kua fadeso na mbeni ndokua ti pilote na Alameda, na Californie, na lo sara kua maboko na maboko na akota zo ti lekengo a-oto so na popo ni a yeke wara Mercedes-Benz nga na BMW.

Groupe14 A-Technologies ayeke sala kusala na mbeni ndokua ti 10 GWh na Corée ti Mbongo na lege ti mbeni kusala so ala sala maboko na maboko na SK Materials, na kusala ti lekengo ye ato nda ni na hunzingo ti ngu 2024. Use ndokua ti ndokua ni na Amerika (BAM-2) na yâ Lac Moses Mo Moses, Washington, ayeke zia ande 20 GWh na ndo ni. Groupe14 afa so lo mû aye ti SCC55 na azo ahon 100 so ayeke sara a-oto ti EV na ndo ti sese kue na nze ti septembre 2024.

A-Amprès Technologies a sala si a leke yâ ti ndokua ti lo ti Fremont, Californie ti londo na kilowatt-heure ti si na megawatt{1}}}} kua na ngu 2023. Kompani ni awara nginza ahon kutu 20 ti dollar na yâ ti a-contrat teti a-cellule ti lo so ayeke na kota ndo ti 40Ah, 5}}}Thile, na a yeke to nda ti sala kusala na ni ti to nda ni na ngu 2024.

A-application ti oto

Akota zo ti lekengo a-oto amû yanga ti sara kua na anode ti silicium ndali ti a-oto so ayeke sara kua na courant. Général Motors asala kusala maboko na maboko na OneD Battery Sciences ti bungbi a-nanofil ti silicium na yâ ti acellule ti batterie ti Ultium ti GM. OneD approche ni ayeke zia nanowires ti silicium na yâ ti poudre ti graphite, na a yeke sara si a yeke wara 350 Wh/kg ti ngangu so ayeke na 80% ti charge na yâ ti penze-ngbonga 10 na mbeni ngere nde na gbe ti $2 na kilowatt{{6}'hour.

Porsche azia nginza na yâ ti Groupe14 Technologies na aplan ti zia na yâ ti a-anode ti carbone so ayeke na courant ti to nda ni na ngu 2025. Mbeni bungbi ti azo ayeke gi ti mû na ala a-EV 600 000 ngu oko oko na ngoi so a yeke sara kua na ni.

Mercedes-Benz a fa tene ti bungbingo ti anode ti silicium ti Sila na yâ ti G-}C ti Classe na ngu 2026, na fango na gigi 10-15% ti ngangu ti batterie. Ye so aga na peko ti tënë so BMW afa kozoni na ndo ti mara ti aye tongaso.

Na nze ti octobre ti ngu 2024, Groupe ti POSCO asala mbeni ndokua ti salango anode ti silicium na Pohang, Corée ti Mbongo, na 550{{20}tone ayeke na ngangu ti mû maboko na a-oto ti courant 275 000. Azo ti kodoro ni ayeke sara kua na anode ti silicium kue, ti londo na aye so ayeke na yâ ti précurseur ni na lege ti ndangba kua ti lekengo ni.

Azo so ayeke vo ye na lege ti ordinateur

A-électronique ti azo so ayeke vo ye ayeke mû kozo technologie ti anode ti silicium ndali ti so batterie ni ayeke kete nga a yeke sara si ngere ni ayeke nzoni mingi. Whoop 4.0 ayeke tracker ti fitness, so a sigigi na ni na nze ti septembre 2021, aga kozo masse ti masse-market na lege ti aye ti Sila ti silicium, so afa so 20% ti aye so ayeke na yâ ti batterie ni akono na yâ ti oko forme ni.

Honor ti Magic7 Pro, so a sigigi na ni na hunzingo ti ngu 2024, ayeke na mbeni batterie ti silicium-carbone na lege ti aye ti SCC55 ti Groupe14 so ayeke na ngangu ti si na 5 850 mAh so ayeke na nduzu ahon a-appareil so a lingbi ti haka ni na lege ti anode so ayeke na lege ni.

Na nze ti mai 2025, TDK Corporation a fa accélération ti peko ti-}gene ti silicium annode annode a targété ti ga na a-appareil ti téléphone. Azo ti kua ni ayeke sara kua na akode ti sarango na anode ti silicium na yâ ti a-appareil so ayeke kota mingi na yâ ti ngu 2025-2026 kue.

A yeke wara na yâ ti ambeti ti e ambeni ye so ayeke na yâ ti bê ti e

Real-}T’orld ti anode ti kusala afa akota ye ti nzoni nga na tanga ti akete ye so a lingbi ti kanga lege na ni tongana a haka ni na tongo nda ti graphite.

A yeke wara na yâ ti a-énergie .

A-anode ti silicium ti dengo buze afa so 20-50% ti akota ye ti ngangu ayeke si na ndo ti acellule, atâa so ye so ayeke na gbe ti 10x ti théorie ti silicium 10x ndali ti so a lingbi a sara ambeni ye ti ingénierie. Plateforme ti SiCore ti Amprius awara ngangu ti gravimétrie so ayeke 360-435 Wh/kg alingbi na configuration, tongana a haka ni na 250-280 Wh/kg teti a-cellule ti graphite so ayeke na kota ndo. A-amélioration ti densité ti tension so ayeke na popo ti 30-50%, so amû lege na azo ti sara kua na batterie so ayeke ngangu pëpe ti sara kua na ni.

Alege ti charge hio

A-anode ti silicium afa so ala yeke na zendo hio{-a yeke charge. Groupe14 ti SCC55 a wara 80% ti charge na yâ ti penze-ngbonga 5 na ngoi ti tara na azo so ayeke sara batterie. Eevate ti silicium ti eevate -}}}ges so ayeke na ngangu mingi afa so lo yeke na 80% na yâ ti penze-ngbonga 10 tongaso na yâ ti a-oto ti Lightning Motorcycles, na a mû na lo kilomètre 220 tongaso.

A yeke nzoni ti tene e sara kua na a-architecture ti lithicon diffusion nga na a-architecture so ayeke na nanostructure so ayeke sara si diffusion ni ayeke gue na li ni pëpe. Ye oko, ti charge hio mingi akpale ti kono yâ ti volume, na a hunda ti tene a leke yâ ti aye nzoni na popo ti wungo ti charge nga na fini ti cycle ni.

A yeke na lege ni ti tene e sara ye na lege ni ape

A yeke ngbâ ti sara kua na a-anode ti silicium. Na ngoi so a-batterie ti graphite ayeke wara lakue a-cycle 1 000-3 000 kozoni si a si na 80% ti ngangu ti ala, a-anode ti silicium ayeke fa mingi ni a-cycle 300-1 000 alingbi na atënë ti silicium nga na aye so ayeke si na yâ ti kua ni.

Galicium so ayeke na yâ ti ni ayeke sara si zo ayeke sara kua nzoni pëpe. Mbeti ti amprurus afa so abatterie ti lo ayeke wara acycle 300 na ndo ti sese kue, me fini ti a-cycle ni ayeke ga nzoni mingi na yâ ti mbeni mbage ti décharge. Ti sara kua na 30% ti profondeur ti décharge ahon ti 100% alingbi ti sara si zo awara fini na yâ ti acycle ngbangbo mingi.

Température ti sensitivité ayeke sara nga ngangu na ndo ti fini ti azo. Anode ti silicium ayeke sala kusala nzoni pëpe na gbe ti 0 degré na ayeke buba hio ahon 45 degré tongana a haka ni na graphite. Calendr ahuru -}ngangu ti zo na ngoi ti batango ye- ayeke sala kusala hio mingi na yâ ti abatterie ti anode ti silicium, atâa so a leke ni ade ti ninga pëpe. Argonne National Laboratoire ti gingo nda ti ye abâ so fini ti batterie ti silicium aga nzoni ahon ti kozo a sara ngu oko tongaso awe ti si na a-projection ti ngu 5-10 na lege ti akode ti laso.

Apensé ti batango zo

Ga na ngangu mingi ayeke bungbi ngangu mingi na yâ ti mbeni volume so a mû, na a lingbi ti sara si ngangu ti wâ ni akiri aga ngangu. A-épreuve ti ingénierie so ayeke na lege ni pëpe afa so tongana ngangu ti cellule ti silicium ayeke gue na li ni, a yeke sara nga tongaso na ndo ti ngangu ti aye so ayeke si na yâ ti dunia ndali ti so ngangu ti ala ayeke mingi. Ye so ayeke sara si a yeke ngangu pëpe ti leke batterie, na a hunda ti tene a sara kua na a-appareil ti bango lege ti wâ nga na ambeni ye ti kangango na ni.

A-anode ti silicium so ayeke ngangu pëpe alingbi ti mû anzoni ye. A-électrolyte so ayeke ngangu ayeke zi a-électrolyte so ayeke za wâ, na a yeke sara si wâ ti wâ ni ayeke za mingi pëpe. Me, a yeke ngangu pëpe ti sara kua ti lekengo aye nga na ti futango nginza so asara si azo mingi ayeke sara kua ti dengo buze.

Apensé ti dengo buze nga na ti lekengo aye

Coût na fason ti sarango na kua ayeke fa so anode ti silicium ayeke sara kua nzoni mingi tongana ti so a yeke sara ka na yâ ti kua ti senda-ye.

Coût ti aye .

Silicon ni mveni ayeke mingi na ngere ni ayeke ngangu pëpe-a yeke use ye so ayeke na yâ ti croûte ti Sese. Me, ti sara kua na silicium na yâ ti batterie - ti sara na aye so ayeke na saleté pëpe, kota ti akete kete ye nga na aye so a leke ni ayeke mû nginza mingi. A-anode ti silicium ti fadeso ayeke futa ndulu na 20-50 dollar na kilo oko tongana a haka ni na 10-15 dollar na kilo oko teti graphite.

A yeke futa nginza mingi na ndo ti cellule ni. Teti so silicium ayeke mû ngangu na gramme oko oko, a hunda ti wara aye mingi pëpe ti bata na ngangu so alingbi na ni. A-entreprise tongana OneD Battery Sciences ayeke hunda ti tene a zia na yâ ti silicium nanofil ni na gbe ti $2 na kilowatt-heure na ndo ti nivo ti cellule ni{{- mbeni kete wungo ti nginza so a futa ti vo na batterie.

Afuta ti lekengo ye ayeke nde nde mingi. A-nanofil ti silicon ni ahunda ti tene a sara kua na a-appareil so ayeke sara kua nzoni wala ti sara si a-appareil ti chimie akono mingi. Silicon-}carbone so ayeke sara kua na a-appareil ti mélangengo ye na ti sarango na couche alingbi ti sara kua na a-infrastructure ti lekengo na batterie so ayeke dä awe, ti sara si a hunda nginza mingi pëpe nga ti sara si a-accélérateur ni aga hio.

Ti sara kua na compatibilité .

A yeke wara na yâ ti a-appareil ti lithium-on a-appareil ti sarango na kua so ayeke sara ngangu na ndo ti ngoi so azo ayeke sara kua na ni. Alege so a hunda ti wara afini ye ti lekengo na ye kue ayeke tingbi na akota kpale ti lekengo ye nga na akota nginza so a futa ti leke na ni.

Low{{0}to–{1}}dium ti silicium so ayeke na yâ ti a-appareil ti lekengo na aye so ayeke dä awe na a yeke sara si a yeke ngangu pëpe ti sara ambeni ye. Azo so ayeke sara a-batterie alingbi ti mû place ti silicium -carbone ti sara na graphite so ayeke nzoni-kue na lege ti sarango kua na a-appareil so ayeke dä awe, calendrier nga na aye ti bungbingo acellule. A yeke na lege ni ti tene e sara kua na a-appareil ti e ti sara kua na a-appareil so ayeke na 10-30% ti silicium so ayeke si na yâ ti marché hio ahon ti so a yeke sara na a-appareil ti silicium so ayeke na kota silicium wala so ayeke nzoni.

A-anode ti silicium so ayeke nzoni-kue nga na ambeni ye so a leke ni nzoni ahunda ti tene a leke ambeni ye nde. Nanofil ti lo ayeke sara kua na a-ligne ti lekengo na ye so ayeke ti propriétaire so ayeke sara kua na lithium so ayeke na lege ni. Atâa so ye so ayeke sara si a yeke ngangu na azo ti sara ye alingbi na ni, a yeke kanga nga lege na azo so ayeke sara batterie ti sara kua maboko na maboko nga ti sara si akota ye so ayeke si.

Developpement ti chaîne ti a-approvisionnement

Mbeni chaîne ti anode ti silicium ayeke sigigi me angbâ ti maï mingi pëpe tongana ti anode ti anode ti graphite. Mingi ti a-anode ti silicium alondo fadeso na akota ndokua so ayeke sara kua na a-appareil ti tongo nda ni ahon ti tene a leke ni. Na ngoi so azo ayeke hunda ye mingi, akota ndokua ti lekengo abongo nga na ti aye ti kua ayeke lï na yâ ti amagazin.

Metallurgical- asilicium so a sara ni na kota wungo ti a-industrie ti semi-conducteur nga na a-industrie ti lâ so ayeke na yâ ti a-industrie so ayeke sara kua na lâ so ayeke na gbe ni mingi- ayeke sara mbeni ye so alingbi ti sara si zo awara kobe. Coreshell, mbeni ndokua ti Bay Area, awara mbeni matabisi ti nginza ti dollar kutu oko na ngoi ti 2024 Start-A-oto ti dunia kue ti leke na a-anode ti silicium ti metallurgique teti a-oto so ayeke sala kusala na courant, so ayeke sala kusala mbilimbili na a-obligation ti nginza. Kode ti ala ayeke sala kusala na silicium ti wen so alondo na yâ ti kodoro ni na yâ ti a-appareil ti dengo buze- échelle 60 Ah cellule, so alingbi ti sala si a zia bê pëpe na ndo ti a-appareil ti mungo na ye so a leke ni nzoni.

A-anode ti silithium-}Tanga ti Ion ayeke kota ye mingi.

Ti hinga ngbanga ti nyen a-anode ti silicium ayeke mara ti akota guengo na li ni tongaso, a lingbi e kiri tënë kozoni:ye so ayeke batterie ti lithium .technologie na a yeke sala kusala tongana nyen? Ti hinga nda ti anode ti silicium ahunda ti hinga tongana nyen la abatterie ti lithium-ion ayeke sara kua na mbeni kota ndo.

Lithium-ion ayeke bata na ayeke zi ngangu na lege ti aréaction chimique so a lingbi ti kiri na ni. Na ngoi ti decharge, a-ion ti lithium ayeke hon na yâ ti anode ni na lege ti mbeni électrolyte ti gue na cathode, na a-électron ayeke hon na yâ ti mbeni circuit ti gigi ti gue na a-appareil ti ngangu. Na ngoi ti chargement, kusala ni ayeke kiri na peko: courant ti courant ayeke pusu a-ion ti lithium ti kiri na anode ni na ndo so a bata ni dä.

Kua ti anode ni ayeke ti mû a-ion ti lithium na ngoi so a yeke charge ni na ti zi ni na ngoi so a yeke zi ni. Graphite ayeke sala ye so na lege ti intercalation-lithium ayeke kangbi na popo ti acouche ti graphène na yâ ti structure ti cristal ti graphite. Mecanisme so ayeke kanga lege na ngangu ti lo ndali ti so structure ti graphite ni alingbi gi ti mû mbeni atome ti lithium oko na yâ ti atome ti carbone omene.

Silicon ayeke bata lithium na yâ ti alloy ahon ti tene a sara kua na ni. A-atome ti lithium abungbi directement na atome ti silicium, so asara si lithium{1}}}silicone ayeke na yâ ti a-atome ti silicium (LixSi so x alondo na 0 ti si na 3,75). Mecanisme ti alloy so amû lege ti bata lithium mingi na ndo ti masse ti unité oko oko, ti fa nda ti ngangu ti théorie ti silicium.

Anode ni ayeke sala kusala na tele ti ambeni ye ti batterie na yâ ti mbeni système so a leke ni nzoni. A yeke wara na yâ ti cathode-11 ti sara kua na mbeni oxide ti wen ti lithium tongana lithium manganèse d’oxyde de cobalt (NMC)-A yeke sara si a-électron ti lithium aga na ngoi so a yeke sara kua na ni. électrolyte ni ayeke sara a-ion ti lithium me pëpe a-électron, na a yeke sara si charge ni akangbi. Mbeni separateur so ayeke na poro ayeke kangbi na lege ti mitele anode na cathode na ngoi so lo yeke zia lege na a-ion.

A lingbi a-anode ti silicium abungbi na yâ ti système so sân ti buba yâ ti akua ti ambeni mbage ni. Kpale ti konongo ti volume ni aga ngangu mingi ndali ti so a yeke sara ngangu na ndo ti bungbingo ti a-électrode ni kue, me pëpe gi na ndo ti akete kete ye ti silicium. Akota ye so ayeke sara si poro ti tere ti zo ni aga nzoni, a yeke sara si a-électrolyte ni ayeke lï na yâ ti terê ti zo, a yeke sara si a-additif ti carbone so ayeke mû lege na zo ti sara kua nzoni, nga lo yeke sara si a-appareil ti polymère ni agbu aye kue.

Awango nga na akpale so angbâ .

Silicon anode technologie angbâ ti gue na li ni hio, na ambeni lege ti guengo na li ni afa zendo teti a-amélioration ti peko so ayeke na{0}}génération.

Ga na Silicon ti gango na ni

Azo ti dengo buze ti fadeso ayeke sala kusala na 10-30% na lege ti kilo, na a zia kota ndo ti tene a leke ni nzoni. Azo so ayeke sara recherche aluti mingi na ndo ti mungo lege na azo ti wara 50-80% ti silicium na ngoi so ala yeke bata fini ti ala so ayeke na lege ni. Ti wara ye ti nzoni, a yeke sara si a-cellule ni ayeke sara kua nzoni mingi na lege ti théorie ti silicium.

Lege ti warango gbâ ti silicium aluti na ndo ti guengo na li ni ti nanostructure, ti lekengo acomposite nga na ti chimie électrolyte. Ambeni zo ti gingo nda ti ye ayeke mû peko ti abungbi ti hiérarchie so ayeke bungbi a-échelle ti yongo ti ye mingi-}}}8silicium so a zia na yâ ti akete kete carbone, na tapande-

A-technologie ti prélithation .

A-anode ti silicium ayeke te kota lithium na ngoi ti kozo lekengo SEI, na a yeke sara si a yeke ngangu pëpe ti sara kua na ni na 70-85% tongana a haka ni na 90-95% ti graphite. Azo so ayeke na ngangu ti kiri na peko pëpe so ayeke buba lithium na yâ ti cathode ni, na a yeke sara si batterie ni ayeke na ngangu mingi pëpe.

A yeke na lege ni ti tene a zia ambeni lithium nde na yâ ti anode ni kozoni si a bungbi a-cellule, ti zia na yâ ti a-perte ni kozoni. A yeke wara na yâ ti a-appareil ni aye so a sara na lithium, a yeke sara kua na a-organolithium nga na a-électrochimie ti sara si a-électrochimie aga mbeni ye so ayeke sara si zo abâ gigi. Na ngoi so a yeke sara kua na technique, a yeke sara si a yeke ngangu pëpe ti sara kua na ni, a yeke sara si a yeke ngangu ti sara kua na a-application so ayeke na ndö ti aye.

A-Bunders .

Polymère so ayeke gbu aye so ayeke sala kusala na ni fadeso ayeke sala mbeni kusala so azo abâ ni na nene ni pëpe na yâ kusala ti anode ti silicium. Azo so ayeke sara kua na fluoridene ti polyvinylidene (PVDF) alingbi pëpe ti sara si silicium ni akono, na a sara si a yeke sara si a yeke ngangu na ala ti sara kua nzoni.

Gingo nda ti ye na ndo ti azo so ayeke na akode mingi afa ambeni zo so ayeke na zendo. Acide polyacrylique (PAA) na cellulose carboxyméthyl (CMC) ayeke sara si a yeke wara akpengba songo na silicium nga ayeke kpengba nzoni na ngoi so a yeke kono. Ambeni zo so ayeke na yâ ti bungbi ni ayeke sara kua na a-appareil so ayeke sara kua na a-appareil so ayeke sara si a-électrode ni aga nzoni na peko ti so ala fâ yâ ti a-électrode ni.

Solid-}Tanga ti sara kua na ni

Ti bungbi a-anode ti silicium na a-électrolyte so ayeke ngangu mingi ayeke mbeni kode so alingbi ti gbian ye. A-électrolyte so ayeke ngangu ayeke zi akpale ti silicium na a-électrolyte so ayeke ngu na ngoi so ala yeke mû anzoni ye so ayeke na yâ ti ala. Batterie ti silicium so ayeke ngangu pëpe, so UC San Diego na LG Energy Solutions afa na ngu 2021 afa so ngangu so ayeke na yâ ti électrolyte ni ayeke kanga lege nzoni mingi ti tene a-électrolyte so ayeke ngu-ingo akono ahon ti so a-électrolyte so ayeke ngu-ingo ayeke lï na yâ ni.

Me, a yeke wara a-batterie so ayeke ngangu pëpe, so ayeke ngangu pëpe, ayeke tingbi na akpale ti ala wani so andu nga aye so ayeke ngangu ti sara na yâ ti kua ti lekengo aye, ti kangango lege na popo ti azo nga na ti aye so ayeke na yâ ti aye. A-anode ti silicium alingbi ti lï na yâ ti abatterie so ayeke ngangu mingi -sique na peko ti so a sara kua na a-électrolyte so ayeke na ngu.

Design ti ordinateur .

Machine ti mandango ye nga na ti sarango kua na a-ordinateur ayeke sara si anode ti silicium aga hio mingi. Azo ti gingo nda ti ye ayeke sala kusala na acalcul ti théorie ti densité ti fa kozoni ye so ayeke si na yâ ti SEI, a-simulation ti dynamique ti molécule ti leke na a-exercice ti mécanique, nga na a-algorithme ti mandango ye na lege ti masini ti sala si a-formule so abungbi aga nzoni ahon.

A-outil so ayeke sara si a-expérience ti tarango ye adë na lege so a yeke sara kua na aye so ayeke mû zendo ti sara kua na ni kozo ti tene a sara synthèse. Ala yeke mû nga hingango ye na ndo ti akode ti salango ye so ayeke ngangu ti bâ ni na lege ti experiment, so amû lege ti leke akpale so a leke ni nzoni.

Ahundango tënë so azo ayeke hunda ka .

Tongana nyen la a-anode ti silicium ayeke haka ni na anode ti graphite na yâ ti a-réalité so ayeke sara kua?

A-anode ti silicon ni ayeke mû 20-50% ti akota zo ti dengo buze, atâa so ye so ayeke na gbe ti théorie 10x avantage ndali ti dengo buze ti ingénierie{{{4} a-off. Ala mû lege ti charge ni hio mingi{-a yeke wara pëpe ngangu ti si na 80% na yâ ti penze-ngbonga 5-15-me fadeso ala yeke mû fini ti ala na yâ ti kete ngoi, mingi ni a yeke sara 300-1 000 na yâ ti a-cycle ti ala tongana a haka ni na 1 000-3 000 ti sara na graphite. Coût ni angbâ lakue ti ga kota, atâa so prime ni ayeke kiri na peko tongana a-échelle ti lekengo na aye ayeke gue na li ni.

Wungo ti asilicium wa la a yeke sara kua na ni na yâ ti abatterie ti dengo buze so ayeke dä fadeso?

Mingi ti a-anode ti silicium ti dengo buze ayeke na 10-30% ti silicium na lege ti kilo, na tanga ni ayeke graphite nga na carbone. graphite so ayeke nzoni-kue angbâ lakue ti komande na yâ ti akota ndokua kue. Akete ye so ayeke na yâ ti silicium ayeke sara si a yeke ngangu pëpe ti sara kua na vélo nga na akpale ti lekengo ye. Akota ye so ayeke na yâ ti silicium (50-100%) ayeke na yâ ti ambeni kua so ayeke nde tongana aérospatiale me a yeke ngbâ pëpe ti sara kua na abongo ti azo mingi.

Ngbanga ti nyen silicium ayeke kono mingi na ngoi ti chargement?

Silicon akono ndali ti so atome ti lithium abungbi gï na atome ti silicium ahon ti tene a zia gi na popo ti acouche ni tongana ti so ayeke na yâ ti graphite. Azo so ayeke sara kua na a-alliage so ayeke sara si a-composé ti silicium (juska Lithium (juska Lithique.₇₅) so amû ndo mingi ahon silicium so ayeke nzoni-kue - ayeke mû 300-400% ti akota ye. A yeke kiri na peko ti ye ni me a yeke sara si a yeke ngangu na azo ti sara kua na a-électrode na yâ ti acycle so ayeke kiri na peko.

Na ngoi wa la a-anode so ayeke na courant ayeke sigigi mingi?

Ambeni zo ti lekengo a-oto ayeke leke anode ti silicium EV na popo ti ngu 2025-}2027. Mercedes-Benz afa a-SUV ti G-Class na a-anode ti silicium ti Sila na ngu 2026, na GM ayeke bungbi akode ti OneD na yâ ti abatterie ti Ultium. Porsche asara kua maboko na maboko na Groupe14 ti sara kua na ngu 2025. Ye oko, akozo ye so ayeke sala kusala na akete silicium (so peut-être ayeke 15-30%), na akota mara ti silicium so ayeke sigigi na pekoni na yâ ti angu bale-oko ni tongana technologie ayeke maï.

Ti sara kua na a-intégration .

Ti acompagnie nga na azo ti gingo nda ti ye so ayeke sara kua na akode ti sarango na anode ti silicium, ambeni ye so ayeke sara kua ayeke fa so a yeke sara kua na ni nzoni.

Ingénierie ti électrode ahunda ti tene a leke yâ ti aye mingi. Akota particule ti silicium ayeke sara ngangu na ndo ti akota ndo ti lango nga na ndo ti courant. Akete kete ye (nanoscale) ayeke sara kua nzoni me sara si a leke ambeni ndo mingi ti tene a leke na SEI. Electrode ti épaisseur ayeke sara ngangu na ndo ti densité ti ngangu nga na ngangu so a yeke sara na lege ti taux -a-électrode ayeke bata ngangu mingi me a yeke kanga lege na vitesse ti chargengo ni ndali ti so a yeke sara si a-ion ni ayo mingi.

A lingbi a leke a-appareil ti bango lege ti abatterie ti tene a sara na anode ti silicium. State-of-charge a-algorithme ti bango ndo na ndo ti graphite alingbi ti sala kusala nzoni pëpe na silicium ndali ti so a yeke wara a-étude nde nde. A-protocole ti chargement so a leke ni nzoni ti tene a sara na graphite alingbi ti buba hio na yâ ti abatterie ti silicium. Azo so ayeke sara kua na a-appareil ti thermique aga critique mingi na bango so silicium ayeke sara kua nzoni nga na ngangu so ayeke na yâ ti ni.

Application- mbilimbili optimisation ayeke fa atënë ti silicium so alingbi na ni nga na lekengo batterie ni. A-électronique ti azo so ayeke vo ye alingbi ti kanga bê na yâ ti fini ti ala (ngu 2-3) na place ti ngangu ti ala so ayeke na ngangu mingi nga ti charge ni hio. A-oto so ayeke na courant ayeke na bezoin ti tene a ninga (ngu 8-10) même tongana ye so ahunda ti tene a zia silicium mingi pëpe. Ti bata a-grille ayeke zia aye na kozo ndo nga ayeke sara si zo angbâ na fini na ndo ti wungo ti ngangu, na a lingbi ti kanga lege na anzoni ye ti silicium.

A-épreuve ti test nga na ti qualification ndali ti a-anode ti silicium angbâ ti gue na li ni. A-épreuve ti batterie ti kodoro ni alingbi pëpe ti sara si a-anode ti silicium ti zo ason wala ti fa kozoni awe a-mode ti défaut so ayeke tâ ye. A yeke wara na yâ ti a-épreuve ni ambeni ye so ayeke sara si a-étude ni akono, SEI ayeke ngbâ lakue nzoni nga ayeke sara si temperature ni aga nzoni na yâ ti acycle mingi ayeke mû maboko ti hinga atënë so alingbi ti si kozoni si a sara kua na ni.

Ye so afa mbeni kode so ayeke gue na li ni na ndo so anzoni salango ye angbâ ti maï. A lingbi azo so ayeke mû amolenge ti kozoni aku ti tene a kiri a leke ni fani mingi tongana ti so a yeke sara ka.

A-anode ti silicium ayeke mbeni kota ye so ayeke gue na li ni na yâ kode ti batterie, na a yeke mû lege na azo ti sala kusala nzoni mingi na graphite so ayeke na lege ni. Kode ti salango na kusala ni ague na li ni, a londo na hingango ye ti laboratoire ti si na tâ ye ti dengo buze, na akota ndokua mingi ayeke sala anode ti silicium na ndo ti kota ni nga akota zo ti lekengo aye ayeke bungbi ala na yâ ti abongo.

Me anodes ti silicium ayeke pëpe mbeni ye so alingbi ti leke akpale kue so ayeke na yâ ti batterie ni. Kota ti volume ni angbâ lakue mbeni kota kpale so ahunda ti tene a leke ni nzoni. A yeke ngbâ lakue ti sara si fini ti azo aga nzoni, me a-batterie ti silicium angbâ ti sara kua na graphite ti ngbâ na fini aninga. A-prime ti coût angbâ lakue, atâa so ala yeke kiri na peko tongana a-échelle ti production.

Lege so ayeke tâ ye ti gue na li ni andu aye so ayeke na yâ ti silicium so ayeke gue na li ni tongana a-solution so ayeke maï. Laso a yeke 10-30% ti abatterie ti silicium so ayeke na yâ ti phase oko. Akota silicium ayeke sigigi ande na yâ ti angu 2020 kue tongana nanostructure, lekengo acomposite nga na guengo na li ni ti chimie électrolyte. Na nda ni, a-anode ti silicium so ayeke ndulu ti duti nzoni alingbi ti ga ye so ayeke nzoni teti application so ayeke nde, na ngoi so atënë ti silicium so ayeke na lege ni ayeke sala kusala na akota ndo ti kango ye.

Ti a-oto so ayeke sala kusala na courant, a-électronique ti azo so ayeke sala kusala na ni, nga na ndo ti batango a-grille, a-anode ti silicium ayeke mû anzoni ye na yâ ti a-épreuve ti kusala so ayeke kota ye mingi na azo so ayeke sala kusala na ni: a yeke yongoro mingi, a yeke charge ni hio mingi, nga a yeke kete ye. A yeke na lege ni ti tene e sara kua na a-appareil ti e ti sara na kua. この効果的な技術的な技術的な技術的な技術的な技術的な技術的な技術的な技術的な技術的な技術的な技術的な技術的な技術的な強い必要があることができます。